• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제32권8호
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• pp.1095-1103
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• 2019

Objective: Among stress responses, the unfolded protein response (UPR) is a well-known mechanism related to endoplasmic reticulum (ER) stress. ER stress is induced by a variety of external and environmental factors such as starvation, ischemia, hypoxia, oxidative stress, and heat stress. Inositol requiring enzyme $1{\alpha}$ ($IRE1{\alpha}$)-X-box protein 1 (XBP1) is the most conserved pathway involved in the UPR and is the main component that mediates $IRE1{\alpha}$ signalling to downstream ER-associated degradation (ERAD)- or UPR-related genes. XBP1 is a transcription factor synthesised via a novel mechanism called 'frame switch splicing', and this process has not yet been studied in the horse XBP1 gene. Therefore, the aim of this study was to confirm the frame switch splicing of horse XBP1 and characterise its dynamics using Thoroughbred muscle cells exposed to heat stress. Methods: Primary horse muscle cells were used to investigate heat stress-induced frame switch splicing of horse XBP1. Frame switch splicing was confirmed by sequencing analysis. XBP1 amino acid sequences and promoter sequences of various species were aligned to confirm the sequence homology and to find conserved cis-acting elements, respectively. The expression of the potential XBP1 downstream genes were analysed by quantitative real-time polymerase chain reaction. Results: We confirmed that splicing of horse XBP1 mRNA was affected by the duration of thermal stress. Twenty-six nucleotides in the mRNA of XBP1 were deleted after heat stress. The protein sequence and the cis-regulatory elements on the promoter of horse XBP1 are highly conserved among the mammals. Induction of putative downstream genes of horse XBP1 was dependent on the duration of heat stress. We confirmed that both the mechanisms of XBP1 frame switch splicing and various binding elements found in downstream gene promoters are highly evolutionarily conserved. Conclusion: The frame switch splicing of horse XBP1 and its dynamics were highly conserved among species. These results facilitate studies of ER-stress in horse.

• 한국환경농학회지
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• 제40권3호
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• pp.219-230
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• 2021

BACKGROUND: Biochar is a solid material converted from agricultural biomass such as crop residues and pruning branch through pyrolysis under limited oxygen supply. Biochar consists of non-degradable carbon (C) double bonds and aromatic ring that are not readily broken down by microbial degradation in the soils. Due to the recalcitrancy of C in biochar, biochar application to the soils is of help in enhancing soil carbon sequestration in arable lands that might be a strategy of agricultural sector to mitigate climate change. METHODS AND RESULTS: Data were collected from studies on the effect of biochar application on soil C content conducted in East Asian countries including China, Japan and Korea under different experimental conditions (incubation, column, pot, and field). The magnitude of soil C storage was positively correlated (p < 0.001) with biochar application rate under field conditions, reflecting accumulation of recalcitrant black C in the biochar. However, The changes in soil C contents per C input from biochar (% per t/ha) were 6.80 in field condition, and 12.58 in laboratory condition. The magnitude of increment of soil C was lower in field than in laboratory conditions due to potential loss of C through weathering of biochar under field conditions. Biochar production condition also affected soil C increment; more C increment was found with biochar produced at a high temperature (over 450℃). CONCLUSION: This review suggests that biochar application is a potential measures of C sequestration in agricultural soils. However, as the increment of soil C biochar was affected by biochar types, further studies are necessary to find better biochar types for enhanced soil C storage.

• 보존과학회지
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• 제36권6호
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• pp.541-548
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• 2020

휘발성 유기 화합물 기반의 접착제를 대체하고자 천연 재료에 대한 수요가 늘고 있지만, 제조 및 생산의 전 과정에서 휘발성 유기화합물 사용을 일절 배제할 경우, 제조의 곤란, 생산성 및 보존성의 저하 등의 단점이 나타났다. 본 연구에서는 해조류의 카라기난 성분을 이용해 천연바이오 접착제를 제조하고 종이 접착제로서의 가능성을 확인해보고자 하였다. 카라기난을 이용한 액상형 바이오 종이 접착제의 제조에서 carrageenan의 겔화는 접착제의 제조과정, 발림성, 균일성, 접착 강도의 문제를 나타내게 된다. 이를 위하여 추출된 전체 carrageenan 중에서 λ-carrageenan만을 분리하여 사용하였으며 이로 인하여 매우 안정된 종이 접착제의 제조가 가능하였다. 최종 조성은 λ-carrageenan 52.0 ± 1.0%, polyvinylpyrrolidone 30.5 ± 0.5%, ethylhexylglycerin 1.0 ± 0.05%, glycerin 1.5 ± 0.05%, dextrine 13.5 ± 0.5%, 식품용 소포제 FD330A 0.6 ± 0.05%의 조성이었다. 이들이 나타내는 점도는 1.13 ± 0.07 × 10⁵ cPs (25℃), pH 6.22, 건조속도 15 min, △b^* -10.79, △E^*ab 8.18의 자외선 열화 결과를 나타내고 있었으며 44.63 kgf/cm²의 매우 우수한 접착 강도를 나타내고 있었다. 이 접착제는 TVOC, HCHO 및 중금속 모두에서 불검출 결과를 나타내었으며 총호기성생균수 측정과 ASTM G 21-15 시험법에 의하여 곰팡이 challenge test에서도 곰팡이에 대한 우수한 저항성 결과를 나타내고 있어서 접착제의 항속성에서도 우수한 결과를 나타내고 있는 것으로 보인다.

• 생태와환경
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• 제56권3호
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• pp.229-241
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• 2023

멸종위기 야생생물 I급 종인 여울마자는 분포 및 개체수가 지속적으로 감소하여 현재는 낙동강수계 남강 및 일부 지류 하천에만 제한적으로 출현하고 있다. 절멸이 임박한 여울마자의 복원을 위해서는 감소원인 파악을 통한 적절한 계획 수립이 중요하지만 자료 및 연구 부족으로 인해 진행이 미흡한 상황이다. 따라서 본 연구에서는 여울마자에 분포지역을 대상으로 현장조사와 문헌조사를 통해 현재출현지역과 과거출현지역의 이화학적, 생물학적, 사회학적 서식환경에 대한 차이를 분석하였다. 현장조사 결과 현재출현지점과 과거출현지점에 전기전도도에 차이가 있었으며, 동서종 군집 또한 차이가 있는 것으로 확인되었다. 문헌 연구자료를 활용한 분석에서도 전반적으로 과거 출현지점들의 이화학적 환경이 양호하지 않은 것으로 나타났으며, 이로 인해 영향을 받은 생물학적 요인의 부정적 결과가 유발되었다. 특히, 도시화로 인한 영향이 여울마자 서식환경에 주요한 영향을 주고 있는 것으로 파악되었다. 멸종위기종인 여울마자의 복원을 위해서는 서식지의 안정화가 중요하다. 과거 서식하던 지역들에서는 하천 공사, 보 건설과 같은 교란이 하천을 물리적, 이화학적으로 변화시키면서 여울마자에 영향을 주었기 때문에 향후 여울마자의 서식지 관리 및 복원을 위해서는 하천의 연결성 회복 및 이화학적 환경을 함께 고려한 종합적인 계획인 필요한 것으로 판단된다.

• 한국습지학회지
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• 제18권4호
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• pp.474-480
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• 2016

본 연구에서는 지구적 차원에서 생물다양성의 성립 배경과 그동안 일어난 변화 그리고 기후변화가 생물다양성 및 인간에 미치는 영향을 밝히고 그 영향을 줄이기 위한 대안을 제시하였다. 생물다양성은 생명체의 풍부한 정도이며, 생물을 구분하는 모든 수준에서의 다양성을 종합적으로 의미한다. 즉, 생물다양성은 유전자, 종 그리고 생태계 전반과 그들의 상호작용을 아우른다. 이는 생태계의 기반을 구성하며, 모든 사람들이 필수적으로 의존하는 서비스를 제공한다. 그럼에도 불구하고 오늘날 생물다양성은 주로 인간 활동에 의해 점점 더 위협받고 있다. 지구상의 생물은 생명이 탄생한 이래 약 40억년의 역사를 통해 다양한 환경에 적응하고 진화한 결과, 약 1000만 내지 3000만종으로 추정되는 다양한 생물이 존재하게 되었다. 생물다양성을 구성하는 무수한 생명들은 각각의 고유한 특성을 가지고 있으며 다양한 관계 속에 얽혀 있다. 우리들이 현재 생활하고 있는 지구의 환경도 이러한 생물체의 방대한 연관성과 상호작용에 의해 긴 세월 동안 만들어져 왔으며, 인류도 하나의 생물로서 다른 생물들과 관계를 맺으며 살아가고 있다. 이러한 주위의 생물들이 없다면 사람도 살아갈 수 없다. 그러나 인류는 최근 수 백 년 간 과거의 평균 멸종속도를 1000배 가량이나 가속시켜 왔다. 우리는 미래 세대의 풍요로운 삶을 위해서라도 생물다양성을 보전하는 한편, 지속가능하게 이용할 책임이 있다. 우리나라는 세계 어느 국가보다도 빠른 경제 성장을 이루어왔으나, 동시에 이는 남북으로 길게 뻗은 반도 국가라는 지리적 특성에 의해 본래 풍부했던 생물다양성을 빠르게 소실시키는 결과를 야기하였다. 한국인은 오랫동안 농업, 임업 그리고 어업을 해오는 과정에서 자연과의 공존을 통해 독특한 고유의 문화를 창조하였다. 그러나 근래 서구문명의 유입과 과학 기술의 발전 과정에서 이러한 자연과의 관계는 멀어지게 되었으며, 자연과 문화 사이의 조화로운 조합에 의해 창출된 고유한 풍토는 점점 더 사라지고 있다. 한국의 인구는 세계 인구가 지속적으로 증가하는 것과는 반대로 점차 줄어들 것으로 예측되고 있다. 이 시점에서 우리는 인구 감소에 의한 자연의 회복에 발맞추어 급속한 인구 증가 및 경제 성장으로 인해 훼손된 생물다양성을 복원할 필요가 있다. 지구상에 생명이 탄생한 이래 다섯차례의 대멸종이 있었다. 현대의 대멸종은 매우 급속히 진행되고 있으며, 인간 활동에 의한 영향이 주요 원인인 점에서 이전의 것과 구분된다. 기후변화는 실제로 일어나고 있으며, 생물다양성은 이러한 변화에 매우 취약하다. 만약 생명체가 변화하는 환경에서 '진화를 통한 적응', '생존가능한 다른 지역으로의 이주' 등과 같은 생존 방법을 찾아내지 못한다면 이들은 절멸할 것이므로, 기후변화가 지속된다면 생물다양성은 극도로 훼손될 수 밖에 없다. 따라서 우리는 이러한 훼손정도를 최소화하기 위해 기후변화가 생물다양성에 미치는 영향을 보다 적극적이고 심도있게 파악할 필요가 있다. 생물계절의 변화, 식생 이동을 비롯한 분포 범위의 변화, 생물 간 상호작용의 부조화, 먹이 사슬 이상에 기인한 번식 및 생장률 감소, 산호초 백화현상 등이 기후변화에 미치는 영향으로 등장하고 있다. 질병의 확산, 식량 생산 감소, 작물 경작지 범위 변화, 어장 및 어업시기의 변화 등은 인간에 대한 영향으로 나타나고 있다. 기후변화 문제를 해결하기 위해 우선, 우리는 온실 가스 배출량을 감소시켜 기후변화 완화를 시도할 필요가 있다. 그러나 현재 우리가 온실가스 배출을 당장 멈추더라도, 기후변화는 당분간 지속될 전망이다. 이런 점에서, 기후변화 적응 전략을 준비하는 것이 더 현실적이 될 수 있다. 생물다양성에 대한 기후변화 영향의 지속적 모니터링 및 보다 적합한 모니터링 체계 구축이 선행과제가 될 수 있다. 생물다양성이 성립할 수 있는 생태적 공간의 확보, 이동 보조 및 남북을 이어주는 수평 및 저지대와 고지대를 이어주는 수직적 생태네트웍이 기후변화에 따른 생물다양성의 적응을 돕는 대안으로 추천될 수 있다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제58권4호
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• pp.317-323
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• 2015

산딸나무 열매로부터 phenolic compounds를 추출 후 생리활성을 검정하여 기능성 소재로 활용가능성을 살펴보았다. 산딸나무 열매에 함유된 페놀성 물질은 물과 40% ethanol을 용매로 하여 추출하였을 때 각각 7.04, 4.47 mg/g 함량을 나타내었다. 추출물의 phenolic 농도를 $50-200{\mu}g/mL$로 조절하여 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl를 측정한 결과, 물 추출물과 ethanol 추출물 $50{\mu}g/mL$ phenolics 농도에서 각각 84, 86%였고, 2,2'-Azinobis-(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid radical decolorization은 $100{\mu}g/mL$ phenolics 농도의 물 추출물과 ethanol 추출물에서 각각 84%, 95%였다. Antioxidant protection factor는 $50{\mu}g/mL$ phenolics 농도에서 물 추출물과 ethanol 추출물에서 각각 1.93와 1.82 PF로 측정되었으며, TBARs값은 $150{\mu}g/mL$ phenolics 농도에서 물 추출물이 69%, ethanol 추출물에서 89%를 나타내었다. Xanthine oxidase 저해능은 물 추출물과 ethanol 추출물에서 각각 34, 60%로 측정되었으며, ${\alpha}$-glucosidase 저해능은 물 추출물과 ethanol 추출물에서 각각 29, 87%의 높은 효능을 보였다. Tyrosinase 저해능을 측정한 결과 ethanol 추출물에서만 19%의 효능을 나타내었다. Collagenase 저해능 측정 결과 $200{\mu}g/mL$ phenolics 농도에서 물 추출물과 ethanol 추출물이 각각 53, 77%의 높은 저해력을 나타내어 주름개선효과가 높았다. 염증억제효과로서 hyaluronidae 저해활성을 측정한 결과, $200{\mu}g/mL$ phenolic 농도의 물 추출물에서 34%의 염증억제효과를 나타내었다. 이러한 결과로 보아 산딸나무 열매추출물은 항산화, 통풍억제, 당분해 억제, 주름개선효과, 염증억제 등의 기능성 소재로서 활용이 가능할 것으로 판단되었다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.9-16
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• 2018

음주 후 숙취는 사람에 따라 증상과 정도가 상이 하지만 일반적으로 갈증, 피로감, 두통, 전신권태, 위장장애, 구토, 설사, 비타민 결핍 등이 나타난다. 이러한 숙취현상은 간세포와 체내에 축적된 알코올 및 알코올에 함유되어 있는 발효 부산물인 에틸아세테이트, 아세트알데히드 등의 전구물질들의 작용에 의해 발생한다. 이에 숙취현상을 해소하기 위한 연구로 연어 추출물 중 정액 또는 정소 추출물인 핵산-당-인산으로 이루어진 고분자이며 다당체인 Polydeoxyribonucleotide(PDRN)과 동일한 Origin, 동일 구조를 가지며 PDRN에 비해 가격이 저렴한 수용성 연어 추출물 분말을 사용하였다. 그리고 D-Glucuronic acid와 N-Acetyl glucosamine으로 구성된 고분자 다당체로 뛰어난 생체 적합성, 점탄성 및 보습력을 보유하고 있어서 숙취현상 중 나타나는 생체수분 감소량 및 피부수분 함유량저하에 대한 부분에 효과가 있어 항산화 및 피부보습효과를 제공하는 히알루론산(Hyaluronic acid)을 감마선으로 조사하여 사용하였다. 연어추출물 분말과 히알루론산 등을 이용하여 조성물을 제조한 후 체내 에탄올, 아세트알데히드 감소량, 혈중 아세트알데히드 농도와 초산 농도를 측정하여 알코올 분해효과를 평가하였고, 피부 수분 증발량과 피부 수분량을 조사하여 피부개선을 평가하고 항산화 및 피부보습효과를 제공하는지 여부를 판단하였다. 이에 에탄올은 연어추출물을 첨가하였을 때가 무첨가에 비해 5배에서 7배의 감소량을 보였고 아세트알데히드 3배에서 5배 이상의 감소량을 보였다. 또한 혈중 아세트알데히드 농도와 초산 농도의 변화에서는 무첨가 대조군에 비해 급격한 저하 변화를 보여 알코올 분해효과가 있음을 확인하여 숙취해소 효과가 있음을 확인할 수 있었다. 그리고 히알루론산 원료를 첨가하여 사용하였을 때 피부 수분함유량이 높았으며, 피부 수분 증발량이 감소됨이 확인되었다. 이에 고분자 다당체인 히알루론산은 뛰어난 점탄성 및 보습력을 보유하고 있어서 숙취현상 중 나타나는 생체수분 감소량 및 피부수분 함유량저하에 효과가 있어 항산화 및 피부보습효과를 제공하는 것으로 사료되어 연어추출물 분말과 히알루론산을 주원료로 하는 조성물이 음주 후 나타나는 숙취현상에 효과가 있다고 할 수 있다.

• 생명과학회지
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• 제27권9호
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• pp.1070-1077
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• 2017

활성산소종으로 유도되는 연골 세포의 apoptosis는 퇴행성 관절염의 발병 기전에 중요한 역할을 한다. Schisandrin 속의 과일에서 발견되는 생체 활성 화합물인 schisandrin A는 여러 가지 약리학적 작용을 하는 것으로 보고되고 있다. 현재까지 schisandrin A의 유도체들의 항산화 효과에 대해서는 여러 연구가 보고되었지만, schisandrin A의 항산화 효능의 분자 기전은 아직 미해결 상태로 남아 있다. 본 연구는 SW1353 인간 연골세포에서 산화적 스트레스($H_2O_2$)에 대한 schisandrin A의 세포 보호 여부를 조사하였다. 본 연구의 결과에 의하면 schisandrin A는 PARP 단백질의 분해와 caspase-3의 활성 차단을 통해 $H_2O_2$에 의해 유도된 성장 억제와 apoptosis를 유의적으로 억제하였다. 이러한 schisandrin A의 anti-apoptotic 효과는 미토콘드리아 기능 손상의 억제와 pro-apoptotic Bax의 발현 증가 및 anti-apoptotic Bcl-2의 발현 감소의 차단과도 관련이 있었다. 또한, schisandrin A는 ROS의 생성과 DNA 손상 마커인 H2AX의 인산화도 효과적으로 저해하였다. 따라서 SW1353 연골세포에서 schisandrin A는 산화적 스트레스에 의한 ROS 생성의 억제를 통하여 apoptosis와 DNA 손상을 보호하였음을 알 수 있었다. 결론적으로 본 연구의 결과는 schisandrin A가 ROS의 과잉 생산으로 인한 산화적 장애에 치료적 잠재력이 있음을 보여준다.

• 생명과학회지
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• 제20권8호
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• pp.1221-1229
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• 2010

정상세포뿐 만 아니라 형질 전환된 세포의 증식조절에 중요한 역할을 하는 것으로 알려진 COX-2는 전사조절인자인 NF-${\kappa}B$에 의해서 조절되며, 염증반응에 있어서 중요한 역할을 하는 PGE2의 생성에 관여하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 U937 인체혈구세포에서 염증유발인자인 PMA에 의해서 유발되는 염증반응에 있어서 중요한 역할을 하는 COX-2 및 COX-2의 산물인 PGE2와 COX-2의 발현에 영향을 미치는 전사조절인자인 NF-${\kappa}B$의 발현에 협죽도 잎 및 줄기의 에탄올 추출물인 ENIL 및 ENIS가 어떠한 영향을 미치는 지를 조사하였다. PMA가 처리된 U937 세포에서 COX-1의 발현에는 아무런 영향을 미치지 못하였지만 COX-2의 발현 증가가 유도되었고 이에 따른 PGE2의 생성이 증가되었다. PMA에 의해서 증가된 COX-2의 발현이 ENIS 선처리에 의하여 거의 완벽하게 억제되었고 그에 따른 PGE2의 생성도 현저하게 감소되었다. ENIS에 의한 COX-2의 발현 및 PGE2의 생성억제가 전사조절인자인 NF-${\kappa}B$와 상관성이 있는지를 조사한 결과, 핵 내로의 NF-${\kappa}B$ 이동이 ENIS 선처리에 의하여 억제되는 것으로 나타났다. 이는 ENIS가 NF-${\kappa}B$의 활성 억제를 통하여 COX-2의 발현 및 PGE2의 생성을 효과적으로 억제함으로서 항염증 효능을 가진다는 것을 의미하는 결과이다. 하지만 ENIL의 경우에는 이상에서와 같은 이러한 변화들이 매우 약하게 나타나는 것으로 조사되어 ENIS와 비교해서 항염증 효능이 낮은 것으로 나타났다. 본 연구 결과는 협죽도의 항염증기전에 대한 생화학적 해석 및 이를 활용한 향후 지속적인 연구를 위한 귀중한 자료가 될 것으로 생각된다.

• 생명과학회지
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• 제28권4호
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• pp.435-443
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• 2018

AMPK는 세포 내 에너지 균형을 조절하는 조절자 및 에너지 센서이며, 특히 골격근에서는 muscle-specific ubiquitin ligases의 조절을 통한 근육 단백질 분해를 증가시키는 것으로 알려져 있다. 한편 상엽은 다양한 약리학적 효능을 가지는 전통약재 중 하나이지만 근위축과 관련된 효능에 대해서는 거의 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 C2C12 myotubes에서 AMPK 활성제인 AICAR가 유발하는 근위축 및 관련 유전자의 발현과 함께 상엽 에탄올 추출물(ethanol extracts of Mori Folium, EEMF)이 유발하는 근위축 억제 효능에 대해서 조사하였다. 먼저 C2C12 myoblasts에 AICAR를 처리하였을 경우 AMPK 활성화가 유발되었으며, 하위 단계에 있는 FoxO3a의 발현 증가와 함께 muscle-specific ubiquitin ligases인 MAFbx/atrogin-1 및 MuRF1의 발현 증가와 muscle-specific transcription factors인 MyoD 및 myogenin의 발현 감소가 유발되었다. 또한 분화가 유발된 C2C12 myotubes에 세포독성이 없는 조건의 AICAR를 처리하였을 경우 근위축이 유발되었으며, EEMF는 AMPK 불활성화 및 FoxO3a 발현 억제를 유발함으로서 AICAR 처리에 의한 근위축을 억제하는 것으로 나타났다. 본 연구 결과에서 AICAR에 의한 AMPK 활성화가 근위축을 유발한다는 것을 알 수 있었으며, EEMF는 AMPK signaling pathway를 통하여 AICAR에 의한 근위축을 억제한다는 것을 알 수 있었다.